JP5570359B2 - Rotary joint and sputtering apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ロータリージョイント、及びそれを備えたスパッタリング装置に関する。   The present invention relates to a rotary joint and a sputtering apparatus including the same.

従来より、スパッタリング装置などプラズマ処理装置において、固定部側から回転部側へ流体を流すために、ロータリージョイントが使用されてきた。
例えば、特許文献1に記載には、複数のターゲットを搭載可能なカソード面を有する支持体を備えたスパッタリング装置が開示されている。このスパッタリング装置のカソードを同時に冷却するため、例えば、特許文献2のようなロータリージョイントが用いられていた。特許文献2には、複数の流路を切り替える円柱状の軸体と円筒状の筐体とで構成され、円筒状の筐体より供給された流体は、円柱状の軸体が回転すると流路の向きが変わるロータリージョイントが開示されている。
Conventionally, in a plasma processing apparatus such as a sputtering apparatus, a rotary joint has been used to flow a fluid from a stationary part side to a rotating part side.
For example, Patent Document 1 discloses a sputtering apparatus including a support having a cathode surface on which a plurality of targets can be mounted. In order to simultaneously cool the cathode of this sputtering apparatus, for example, a rotary joint as in Patent Document 2 has been used. In Patent Document 2, a cylindrical shaft body that switches a plurality of flow paths and a cylindrical housing are configured, and the fluid supplied from the cylindrical housing flows when the cylindrical shaft body rotates. A rotary joint that changes the orientation of the is disclosed.

特開2003−147519号公報JP 2003-147519 A 特開2006−177453号公報JP 2006-177453 A

しかしながら、スパッタリング装置の小型化の要求が高まるにつれ、従来のロータリージョイントでは対応できなくなっていた。そこで、発明者は鋭意検討した結果、ロータリージョイントの小型化を図りながら、効率的にターゲットを冷却するため、使用中のターゲットを大流量の冷却水で集中的に冷却し、使用していないターゲットについては、比較的少量の冷却水で冷却する方法を見出した。   However, as the demand for downsizing of the sputtering apparatus has increased, conventional rotary joints cannot cope with it. Therefore, as a result of intensive studies, the inventor intensively cooled the target in use with a large flow of cooling water while efficiently reducing the target while reducing the size of the rotary joint. For, we found a method of cooling with a relatively small amount of cooling water.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、装置サイズのコンパクト化を図りつつ、効率的に冷却可能なロータリージョイント、及びロータリージョイントを備えたスパッタリング装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a rotary joint that can be efficiently cooled while reducing the size of the apparatus, and a sputtering apparatus including the rotary joint. With the goal.

上記の課題を解決するため、本発明のロータリージョイントは、挿通孔を有するとともに、かつ外部から流体を導入するための導入口を有する筐体と、回転軸に対して前記筐体と相対回転可能とされるべく、前記筐体の挿通孔に挿通された軸体ユニットと、前記軸体ユニット内に前記回転軸方向に沿って形成され、前記導入口と連通させるための第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路と、前記第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路の途中に設けられ、該流体の流量を切り替えるための切替部材とを備え、前記切替部材は、第1穴と、前記第1穴の径より小さく、かつ、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第二軸体ユニット導入路の径より小さい第2穴と有し、前記切替部材の第1穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の一方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替えるとともに、前記切替部材の第2穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の他方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替え可能なことを特徴とする。
本発明のスパッタリング装置は、挿通孔を有するとともに、かつ外部から流体を導入するための導入口を有する筐体と、回転軸に対して前記筐体と相対回転可能とされるべく、前記筐体の挿通孔に挿通された軸体ユニットと、前記軸体ユニット内に前記回転軸方向に沿って形成され、前記導入口と連通させるための第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路と、前記第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路の途中に設けられ、該流体の流量を切り替えるための切替部材とを備え、前記切替部材は、第1穴と、前記第1穴の径より小さく、かつ、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第二軸体ユニット導入路の径より小さい第2穴と有し、前記切替部材の第1穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の一方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替えるとともに、前記切替部材の第2穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の他方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替え可能なロータリージョイントと、複数のターゲットを支持するための回転可能な支持体と、ターゲットをスパッタするために前記支持体に設けられ、前記第一軸体ユニット導入路からの流体を流すための第一配管を備えた第一カソードと、ターゲットをスパッタするために前記支持体に設けられ、前記第二軸体ユニット導入路からの流体を流すための第二配管を備えた第二カソードと、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the rotary joint of the present invention has a housing having an insertion hole and an introduction port for introducing fluid from the outside, and is rotatable relative to the housing with respect to the rotation axis. A shaft body unit inserted through the insertion hole of the housing, and a first shaft body unit introduction formed in the shaft body unit along the rotational axis direction to communicate with the introduction port A path and a second shaft body unit introduction path, and a switching member provided in the middle of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path, for switching the flow rate of the fluid. Has a first hole and a second hole smaller than the diameter of the first hole and smaller than the diameter of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path, The first hole is formed with the first shaft body unit. In accordance with one of the entrance path or the second shaft body unit introduction path, switching is performed so that the upstream side and the downstream side communicate with each other, and the second hole of the switching member is switched to the first shaft body unit introduction path or the second axis. In accordance with the other of the shaft body unit introduction paths, the upstream side and the downstream side can be switched to communicate with each other.
The sputtering apparatus of the present invention includes a housing having an insertion hole and an introduction port for introducing a fluid from the outside, and the housing to be rotatable relative to the housing with respect to a rotation axis. A shaft body unit inserted through the insertion hole, a first shaft body unit introduction path formed in the shaft body unit along the rotational axis direction and communicated with the introduction port, and a second shaft body unit introduction And a switching member for switching the flow rate of the fluid, provided in the middle of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path, the switching member including the first hole, The second hole is smaller than the diameter of the first hole and smaller than the diameter of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path, and the first hole of the switching member is the first hole. Shaft unit introduction path or second shaft unit guide In accordance with one of the paths, the upstream side and the downstream side are switched to communicate with each other, and the second hole of the switching member is aligned with the other of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path. A rotary joint that can be switched so as to communicate between the upstream side and the downstream side, a rotatable support for supporting a plurality of targets, and a support for sputtering the targets. A first cathode provided with a first pipe for flowing a fluid from the uniaxial body unit introduction path, and provided on the support to sputter a target, and flow a fluid from the second shaft body unit introduction path And a second cathode provided with a second pipe for the purpose.

本発明によれば、ロータリージョイント内に流体を切り替えるための切替部材を具備することで、装置サイズの小型化を図りつつ、効率的に冷却可能なロータリージョイント、及びロータリージョイントを備えたスパッタリング装置を提供することができる。   According to the present invention, by providing a switching member for switching fluid in the rotary joint, a rotary joint that can be efficiently cooled while reducing the size of the apparatus, and a sputtering apparatus including the rotary joint are provided. Can be provided.

本発明に係るスパッタリング装置の全体構成を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the whole structure of the sputtering device which concerns on this invention. 図1に示す3つの支持体を、基板側から見た概略平面図である。It is the schematic plan view which looked at the three support bodies shown in FIG. 1 from the board | substrate side. 本発明の第1の実施形態に係るロータリージョイント構成と流体量の切替部材の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the rotary joint structure and fluid quantity switching member which concern on the 1st Embodiment of this invention. 図3のロータリージョイントの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the rotary joint of FIG. 本発明の実施形態に係る制御系の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the control system which concerns on embodiment of this invention. 図4より流体量の切替部材を回転し、流量を可変したときのロータリージョイントの概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the rotary joint when the fluid amount switching member is rotated and the flow rate is varied from FIG. 4. 流体量の切替部材を説明する図である。It is a figure explaining the fluid amount switching member. 図1のスパッタリング成膜装置のスパッタリング室にあるターゲット70aが成膜のとき、カソードと流体量の切替部材の位置関係を説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the positional relationship between a cathode and a fluid amount switching member when a target 70a in the sputtering chamber of the sputtering film forming apparatus of FIG. 図1のスパッタリング成膜装置のスパッタリング室にあるターゲット70aが180°回転した方向で放電するとき、カソードと流体量の切替部材の位置関係を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the positional relationship of a cathode and the switching member of a fluid amount, when the target 70a in the sputtering chamber of the sputtering film-forming apparatus of FIG. 1 discharges in the direction rotated 180 degrees. 本発明の第2の実施形態に係るロータリージョイントの断面図である。It is sectional drawing of the rotary joint which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.

(第1の実施形態)
図1は、本発明に係るスパッタリング装置の全体構成を説明するための概略平面図である。
スパッタリング室14は、基板(ガラス基板)12を搭載するためのトレイ10と、トレイ10の両面側に同一構成の支持体を3個ずつ具えている。基板12の形状は、矩形型の平行平面板である。トレイ10は、矢印aの方向から、基板12を搭載した状態で、スパッタリング室14内へとゲートバルブ16を介して搬入されて位置決めされている。支持体50,52,54,50′,52′及び54′は、それぞれほぼ六角柱の形状をしているが、一つ置きに側面が大きく形成されていて、それら側面にカソードが設けられている。各支持体には、それぞれ中心軸C50、C52,・・・を回転軸として、矢印cで示すように、正逆方向に回転(回動)し、適当な回転位置で停止可能な回転駆動機構101を備えている。各支持体の中心軸は、被成膜面に平行かつそれぞれの中心軸と平行と成っている。なお、図5に示すように支持体を回転させるための回転駆動機構101は、制御部100によって回転動作を制御されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining the overall configuration of a sputtering apparatus according to the present invention.
The sputtering chamber 14 includes a tray 10 on which a substrate (glass substrate) 12 is mounted, and three supports having the same configuration on both sides of the tray 10. The shape of the substrate 12 is a rectangular parallel flat plate. The tray 10 is loaded and positioned through the gate valve 16 into the sputtering chamber 14 with the substrate 12 mounted from the direction of the arrow a. Each of the supports 50, 52, 54, 50 ', 52' and 54 'has a substantially hexagonal column shape, but every other side has a large side and a cathode is provided on each side. Yes. Each support body has a rotation drive mechanism that rotates (rotates) in the forward and reverse directions and can stop at an appropriate rotation position as indicated by an arrow c with the central axes C50, C52,. 101. The center axis of each support is parallel to the film formation surface and parallel to each center axis. As shown in FIG. 5, the rotation operation of the rotation drive mechanism 101 for rotating the support is controlled by the control unit 100.

支持体50及び52のそれぞれの回転軸をC50及びC52とし、支持体の3つの側面に設けられているカソードを60a,60b、60c及び62a,62b、62cとする。各カソードのターゲット搭載面50a,50b,50c,52a,52b,52c上には、ターゲット70a,70b,70c,72a,72b,72cがそれぞれ搭載されている。一つの支持体に対する3個のターゲットは、異なる種類のターゲットとする。支持体同士では、同一の順番位置には同一種類のターゲットを搭載している。従って、基板に対し同時に同一種類のターゲットが対向する。また、図5に示すように各カソードには、DC電力を導入するための電力導入機構102が設けられ、どのカソードに電力を導入するかは制御部によって制御されている。   The rotation axes of the supports 50 and 52 are C50 and C52, and the cathodes provided on the three side surfaces of the support are 60a, 60b, 60c and 62a, 62b, 62c. Targets 70a, 70b, 70c, 72a, 72b, and 72c are mounted on the target mounting surfaces 50a, 50b, 50c, 52a, 52b, and 52c of the respective cathodes. The three targets for one support are different types of targets. Among the supports, the same type of target is mounted at the same order position. Therefore, the same type of target faces the substrate simultaneously. Further, as shown in FIG. 5, each cathode is provided with a power introduction mechanism 102 for introducing DC power, and to which cathode the power is introduced is controlled by the control unit.

図1に示す構成例では、各支持体を回転させて、互いに同一種類の第1のターゲットを基板に対向させて位置決めして、成膜を行う。2回目の成膜に当たり、それぞれの支持体を回転させて、第1のターゲットとは異なる種類であるが、互いに同一種類の第2のターゲットが基板に対向するように位置決めして、成膜を行う。3回目の成膜に当たり、それぞれの支持体をさらに回転させて、第1及び第2のターゲットとは異なる種類であるが、互いに同一種類の第3のターゲットが基板に対向するように位置決めして、成膜を行う。このようにして、同一のスパッタリング室内で、一枚の基板12に、3つの異なる成分の膜を成膜することが出来る。   In the configuration example shown in FIG. 1, each support is rotated, and first targets of the same type are positioned so as to face each other to form a film. In the second film formation, the respective supports are rotated so that the second target is of a different type from the first target, but is positioned so that the second target of the same type faces the substrate. Do. In the third film formation, each support is further rotated and positioned so that the third target of the same type is opposite to the substrate, although the type is different from the first and second targets. Then, film formation is performed. In this manner, three different component films can be formed on one substrate 12 in the same sputtering chamber.

図1に示す構成例においては、成膜時には、ターゲットの被スパッタリング面を基板の被成膜面に対向させている。即ち、基板の中心側に配置された中心側支持体52の場合には、支持体のターゲット搭載面は、被成膜面12aと平行である。また基板の周辺側に配置された周辺側支持体50の場合には、支持体のターゲット搭載面は、被成膜面12aに対して角度αで傾斜している。しかしながら、これに限定されず成膜時に基板に対面する全てのターゲットの被スパッタリング面を、この基板面に平行となるようにしても良い。   In the configuration example shown in FIG. 1, at the time of film formation, the sputtering surface of the target is opposed to the film formation surface of the substrate. That is, in the case of the center side support body 52 arranged on the center side of the substrate, the target mounting surface of the support body is parallel to the film formation surface 12a. In the case of the peripheral support 50 disposed on the peripheral side of the substrate, the target mounting surface of the support is inclined at an angle α with respect to the film formation surface 12a. However, the present invention is not limited to this, and the sputtering target surfaces of all targets facing the substrate during film formation may be parallel to the substrate surface.

図1に示す構成例では、さらに、各支持体に、支持体を覆うシールド(防着治具とも称する。)80,82,84,80′,82′,84′をそれぞれ設けられている。これらシールドは、それぞれの支持体の中心軸方向に沿って、上下方向において、カソードやターゲットの全長を実質的に覆うように、設けれれている。そして、このシールド80,82,84,80′,82′,84′は、支持体の周囲を囲むように、しかも、支持体の回転の妨げと成らないように、設けられている。さらに、このシールドは、成膜のときに基板の被成膜面に対向するターゲット70a,72aが、このシールド80,82から露出するように、すなわち成膜時にスパッタリングされる当該ターゲットに対して非包囲となるように、形成されている。   In the configuration example shown in FIG. 1, each support is further provided with a shield (also referred to as an anti-adhesion jig) 80, 82, 84, 80 ′, 82 ′, 84 ′ covering the support. These shields are provided so as to substantially cover the entire length of the cathode and the target in the vertical direction along the center axis direction of each support. The shields 80, 82, 84, 80 ′, 82 ′, 84 ′ are provided so as to surround the periphery of the support and not to hinder the rotation of the support. Further, the shield is not exposed to the targets 70a and 72a facing the film formation surface of the substrate during film formation, so that the targets 80a and 72a are exposed from the shields 80 and 82. It is formed to be a siege.

図1に示す構成例では、このシールドの横断面は、ほぼC字状の形状となっている。従って、このC字状のシールド80,82,84,80′,82′,84′の縦割りの開口部80a,82a,84a,80′a,82′a,84′aに成膜時に必要なターゲットが位置決めされる。   In the configuration example shown in FIG. 1, the shield has a substantially C-shaped cross section. Accordingly, the C-shaped shields 80, 82, 84, 80 ', 82', and 84 'are required for film formation in the vertically divided openings 80a, 82a, 84a, 80'a, 82'a, and 84'a. Target is positioned.

このように、シールドを設けることにより、成膜時に飛来するスパッタ原子や不所望なパーティクルが、成膜時に使用されていないで退避しているターゲットやカソードの面に、被着するのを防ぐことが出来る。   Thus, by providing a shield, it is possible to prevent sputter atoms and undesired particles flying at the time of film formation from adhering to the surface of the target or cathode that has been retracted without being used at the time of film formation. I can do it.

図2は、図1に示す3つの支持体を、基板側から見た概略平面図である。スパッタリング室14の中には複数の支持体が配置しており、矩形型の平行平面板上の基板に対して、成膜が行なえるようになっている。なお、詳細は後述するが、各ターゲットの背後には、各々の支持体のターゲットを冷却するためにロータリージョイント200を介して冷却水を導入するための配管が設けられている。   FIG. 2 is a schematic plan view of the three supports shown in FIG. 1 as viewed from the substrate side. A plurality of supports are arranged in the sputtering chamber 14 so that film formation can be performed on a substrate on a rectangular parallel flat plate. In addition, although mentioned later for details, piping for introducing cooling water through the rotary joint 200 is provided behind each target in order to cool the target of each support body.

ここで、図1を参照して本発明のスパッタリング装置を用いた、電子デバイスの製造方法を説明する。なお、以下では、支持体50を例に説明するが、他の支持体も同様である。
ターゲット60aを基板12側から180°回転して、C字状のシールド80に対向させて、プリスパッタを行なう。このプリスパッタとは、スパッタリング室を大気開放して酸化されたターゲット表面(被スパッタリング面)を、成膜開始時の放電安定化のため、基板成膜前にスパッタリングして除去することを言う。
基板12側から180°回転した位置にあるターゲット60aをプリスパッタするため、ターゲット60aのカソードにDCパワーラインの接点を切り替える。つまり、ターゲット60b、60cのカソードには、電力は供給させず、スパッタは行なわれない。同時に、ターゲット60aの温度が上昇しないように、後述するロータリージョイント200を切り替えることで、ターゲット60a側に対して比較的多い流量の冷却水を供給し、ターゲット60bとターゲット60cに比較的少ない流量の冷却水を供給するようにして、プリスパッタを行なう。スパッタ装置内のヒーターからの熱やプラズマからの熱などにより、使用していないカソードも加熱されてしまうので、冷却水によりカソードを冷却しなければならない。
次に、ターゲット60aを基板12に対向するように回転して、基板に対してスパッタリング成膜を行なう。基板側に回転されたターゲット60aにDCパワーラインの接点を切替えるとともに、ロータリージョイント200を切替えて、基板側に回転されたターゲット60aに対して、比較的多い流量の冷却水を供給し、ターゲット60bとターゲット60cに比較的少ない流量の冷却水を流しながら、基板に対してスパッタリング成膜を行なう。
Here, with reference to FIG. 1, the manufacturing method of an electronic device using the sputtering apparatus of this invention is demonstrated. Hereinafter, the support 50 will be described as an example, but the same applies to other supports.
Pre-sputtering is performed by rotating the target 60 a 180 ° from the substrate 12 side so as to face the C-shaped shield 80. The pre-sputtering means that the target surface (surface to be sputtered) oxidized by opening the sputtering chamber to the atmosphere is sputtered and removed before film formation of the substrate in order to stabilize discharge at the start of film formation.
In order to pre-sputter the target 60a at a position rotated 180 ° from the substrate 12 side, the contact of the DC power line is switched to the cathode of the target 60a. That is, power is not supplied to the cathodes of the targets 60b and 60c, and sputtering is not performed. At the same time, by switching the rotary joint 200 described later so that the temperature of the target 60a does not increase, a relatively large flow rate of cooling water is supplied to the target 60a side, and a relatively small flow rate is supplied to the targets 60b and 60c. Pre-sputtering is performed by supplying cooling water. A cathode that is not in use is also heated by heat from a heater in the sputtering apparatus or heat from plasma, so the cathode must be cooled by cooling water.
Next, the target 60a is rotated so as to face the substrate 12, and sputtering film formation is performed on the substrate. The contact of the DC power line is switched to the target 60a rotated to the substrate side, and the rotary joint 200 is switched to supply a relatively large flow rate of cooling water to the target 60a rotated to the substrate side. Then, sputtering film formation is performed on the substrate while flowing a relatively small amount of cooling water through the target 60c.

図3及び図4を参照して、本発明の特徴部分であるロータリージョイント200の構成を説明する。
図3は、本発明に係るロータリージョイント200内部の構成と流体量の切替部材を説明する分解斜視図である。
ロータリージョイント200は、軸体205が挿通される挿通孔が形成された略円筒形の筐体204と、略円柱形の軸体205等により構成される軸体ユニット201とから構成され、軸体ユニット201と筐体204が軸体ユニット201の回転軸217の回りに相対回転可能に構成されている。筐体204の側壁には、外部から流体を導入するための導入口215と、該流体を外部へ導出するための導出口216が形成されている。
図3に示すように、筐体204は円筒形をしており、スパッタリング室14に固定されている。一方、軸体ユニット201は支持体50と連結されているため、軸体ユニット201は支持体50とともに回転可能である。軸体ユニット201は、軸体50、シールプレート207a、切替部材208、シールプレート207b、及び配管体230とを重ね合わせて組立可能に構成されている。軸体205の内部には、導入口215と連通させるための3本の導入路213a、214a、215a、及び導出口216と連通させるための3本の導出路213b、214b、215bが回転軸217方向に沿って形成されている。具体的には、一つの導入路213aは、軸体205内に形成された流通路と、シールプレート207aに形成された穴と、切替部材208に形成された穴と、シールプレート207bに形成された穴と、配管体230に形成された配管とによって組み合わせて構成されている。同様に、導入路及び導出路213b、214a、214b、215a、215bも、軸体205内に形成された各導入路及び導出路と、シールプレート207aに形成された各穴と、切替部材208に形成された各穴と、シールプレート207bに形成された各穴と、配管体230に形成された各配管とによって組み合わせて構成されている。なお、本例では、導入路及び導出路213a、213b、214a、214b、215a、215bは、全て同じ径の大きさとしてが、これに限定されず、それぞれの径の大きさを異なっていてもよい。
With reference to FIG.3 and FIG.4, the structure of the rotary joint 200 which is the characterizing part of this invention is demonstrated.
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the internal configuration of the rotary joint 200 and the fluid amount switching member according to the present invention.
The rotary joint 200 includes a substantially cylindrical casing 204 having an insertion hole through which the shaft body 205 is inserted, and a shaft body unit 201 including a substantially columnar shaft body 205 and the like. The unit 201 and the casing 204 are configured to be relatively rotatable around the rotation shaft 217 of the shaft body unit 201. An inlet 215 for introducing a fluid from the outside and a lead-out port 216 for leading the fluid to the outside are formed on the side wall of the housing 204.
As shown in FIG. 3, the housing 204 has a cylindrical shape and is fixed to the sputtering chamber 14. On the other hand, since the shaft body unit 201 is connected to the support body 50, the shaft body unit 201 can rotate together with the support body 50. The shaft body unit 201 is configured so that the shaft body 50, the seal plate 207 a, the switching member 208, the seal plate 207 b, and the piping body 230 can be assembled together. Inside the shaft body 205, there are three introduction paths 213 a, 214 a, 215 a for communicating with the introduction port 215, and three outlet paths 213 b, 214 b, 215 b for communicating with the outlet port 216. It is formed along the direction. Specifically, one introduction path 213a is formed in the flow path formed in the shaft body 205, the hole formed in the seal plate 207a, the hole formed in the switching member 208, and the seal plate 207b. And a combination of a pipe formed in the pipe body 230. Similarly, the introduction paths and lead-out paths 213b, 214a, 214b, 215a, and 215b are also connected to the introduction paths and lead-out paths formed in the shaft body 205, the holes formed in the seal plate 207a, and the switching member 208. Each hole formed, each hole formed in the seal plate 207b, and each pipe formed in the pipe body 230 are combined to be configured. In this example, the introduction path and the derivation paths 213a, 213b, 214a, 214b, 215a, and 215b are all the same diameter, but the present invention is not limited to this, and the diameters may be different. Good.

シールプレート207a、及びシールプレート207bは、ふっ素樹脂やエラストマーなどからなる。一方、切替部材207は、ステンレスからなる。
この導入路及び導出路213a、213b、214a、214b、215a、215bの途中には、軸体の回転軸方向へ移動する流体の流量を切り替えるための切替部材208が設けられている。切替部材208には、導入路及び導出路213a、213b、214a、214b、215a、215bと略同一の径の大きさを有する一対の第1穴(大きい穴)209a、209bと、該第1穴(大きい穴)209a、209bより径が小さく、かつ導入路及び導出路213a、213b、214a、214b、215a、215bの径より小さい径を有する一対の第2穴(小さい穴)210a、210b及び、第2穴と同様の大きさの一対の第3穴211a、211b(小さい穴)が設けられている。なお、穴の数は、これに限定されず、一対の第1穴と、一対の第2穴だけでもよい。また、第1穴(大きい穴)209a、209bの径の大きさは、導入路及び導出路の径より大きくても、若干小さくてもよい。
なお、請求項の第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路は、導入路213a、214a、215aのうちのいずれか2本のことである。また、請求項の第三軸体ユニット導出路及び第四軸体ユニット導出路は、第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路となる2本の導入路と対になる2本の導出路のことである。つまり、切替部材208は、第1穴209と、第1穴の径より小さく、かつ、第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路の径より小さい第2穴210と有し、切替部材の第1穴209を、第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の一方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替えるとともに、
切替部材の第2穴210を、第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の他方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替え可能なものである。
The seal plate 207a and the seal plate 207b are made of fluororesin or elastomer. On the other hand, the switching member 207 is made of stainless steel.
A switching member 208 for switching the flow rate of the fluid moving in the direction of the rotation axis of the shaft is provided in the middle of the introduction path and the derivation paths 213a, 213b, 214a, 214b, 215a, and 215b. The switching member 208 includes a pair of first holes (large holes) 209a and 209b having substantially the same diameter as the introduction paths and lead-out paths 213a, 213b, 214a, 214b, 215a, and 215b, and the first holes (Large holes) A pair of second holes (small holes) 210a, 210b having a diameter smaller than those of 209a, 209b and smaller than the diameters of the introduction and outlet paths 213a, 213b, 214a, 214b, 215a, 215b, and A pair of third holes 211a and 211b (small holes) having the same size as the second holes are provided. The number of holes is not limited to this, and may be only a pair of first holes and a pair of second holes. The diameters of the first holes (large holes) 209a and 209b may be larger or slightly smaller than the diameters of the introduction path and the lead-out path.
In addition, the 1st shaft body unit introduction path and the 2nd shaft body unit introduction path of a claim are any two of the introduction paths 213a, 214a, and 215a. In addition, the third shaft body unit lead-out path and the fourth shaft body unit lead-out path in the claims are paired with two introduction paths that are the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path. This is the derivation path. That is, the switching member 208 has a first hole 209 and a second hole 210 smaller than the diameter of the first hole and smaller than the diameter of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path. The first hole 209 of the switching member is switched to communicate with the upstream side and the downstream side according to one of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path,
The second hole 210 of the switching member can be switched so as to communicate the upstream side and the downstream side in accordance with the other of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path.

図4は、本発明に係るロータリージョイント200の概略断面図である。
軸体205と筐体204の間には、オイルシールやOリングなどによるシール部材206が設けられている。軸体205の外側には、第一環状流路219aとしての溝が形成されている。筐体204に形成された導入口215は、導入口215と連通させるための第一環状流路219aと、同じ高さに形成されている。軸体205の外側に形成された第一環状流路219aの内側側面には、3つの穴が設けられており、これらの穴がそれぞれ、前述した導入路213a、214a、215aの始点となる第一貫通孔221a、222a、223aとなる。これらの第一貫通孔221a、222a、223aから、L字型の導入路213a、214a、215aが形成されている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the rotary joint 200 according to the present invention.
A seal member 206 such as an oil seal or an O-ring is provided between the shaft body 205 and the housing 204. On the outside of the shaft body 205, a groove is formed as the first annular flow path 219a. The introduction port 215 formed in the housing 204 is formed at the same height as the first annular flow path 219 a for communicating with the introduction port 215. Three holes are provided in the inner side surface of the first annular channel 219a formed on the outer side of the shaft body 205, and these holes are the first points of the introduction paths 213a, 214a, and 215a, respectively. One through hole 221a, 222a, 223a is formed. L-shaped introduction paths 213a, 214a, 215a are formed from these first through holes 221a, 222a, 223a.

軸体205の外側で、第一環状流路219aの上方には、第二環状流路219bとしての溝が形成されている。筐体204に形成された導出口216は、導出口216と連通させるための第二環状流路219bと、同じ高さに形成されている。軸体205の外側に形成された第二環状流路219bの内側側面には、3つの穴が設けられており、これらの穴がそれぞれ、前述した導出路213b、214b、215bの終点となる第二貫通孔221b、222b、223bとなる。これらの第二貫通孔221b、222b、223bから、L字型の導出路213b、214b、215bが形成されている。   A groove serving as a second annular channel 219b is formed outside the shaft body 205 and above the first annular channel 219a. The outlet port 216 formed in the housing 204 is formed at the same height as the second annular channel 219b for communicating with the outlet port 216. Three holes are provided in the inner side surface of the second annular flow path 219b formed on the outer side of the shaft body 205, and these holes are the end points of the lead-out paths 213b, 214b, and 215b, respectively. The two through holes 221b, 222b, and 223b are formed. L-shaped lead-out paths 213b, 214b, and 215b are formed from these second through holes 221b, 222b, and 223b.

なお、図示されていないが、導入路213a、導出路213bは、支持体50のカソード内に設けられた配管を通じて、繋がっている。同様に導入路214a、215aと、導出路214b、215bとは、それぞれの配管を通じて、繋がっている。
図4に示すように、軸体205とシールプレート207a、207b及び配管230とは連結されているため、シールプレート207a、207b及び配管230も同様に、支持体50とともに回転する。シールプレート207aと207bの間には、ステンレス製の切替部材208が設けられている。流量を切り替える切替部材208及びシールプレート207は表面粗さを6.3a以下に加工し流体の漏れを防いでいる。
切替部材208は、回転軸217を介して、回転駆動器(サーボモータ)220と固定されている。そのため、切替部材208は、支持体50が回転しても回転しないが、回転軸217を介して、3つの伝達部材(ギア)218a、伝達部材(ギア)218b、伝達部材(ギア)218cと係合されており、さらに伝達部材(ギア)218cは回転駆動器(サーボモータ)220と連結されているので、切替部材208は、回転駆動器220を駆動することで、支持体50とは別に回転させることができる。また、回転駆動器220は、制御部100によって回転動作を制御されている。
Although not shown, the introduction path 213a and the lead-out path 213b are connected through a pipe provided in the cathode of the support 50. Similarly, the introduction paths 214a and 215a and the outlet paths 214b and 215b are connected through respective pipes.
As shown in FIG. 4, since the shaft body 205 is connected to the seal plates 207 a and 207 b and the pipe 230, the seal plates 207 a and 207 b and the pipe 230 are also rotated together with the support body 50. A stainless switching member 208 is provided between the seal plates 207a and 207b. The switching member 208 and the seal plate 207 for switching the flow rate are processed to have a surface roughness of 6.3a or less to prevent fluid leakage.
The switching member 208 is fixed to a rotation driver (servo motor) 220 via a rotation shaft 217. Therefore, the switching member 208 does not rotate even when the support 50 rotates, but is engaged with the three transmission members (gears) 218a, transmission members (gears) 218b, and transmission members (gears) 218c via the rotation shaft 217. Further, since the transmission member (gear) 218c is connected to the rotation driver (servo motor) 220, the switching member 208 rotates separately from the support 50 by driving the rotation driver 220. Can be made. Further, the rotation operation of the rotation driver 220 is controlled by the control unit 100.

次に、図4を参照して、ロータリージョイント200内部の冷却水の流れについて説明する。
ロータリージョイント200の筐体204側面に設けられた導入口215から導入された冷却水は、軸体205内の第一環状流路219aから、第一軸体ユニット流通路213a、214a、214aに分岐され、その後、支持体50の内部を通って、カソード60a、60b、60c内に形成された配管600a、600b、600cに供給される。
第一軸体ユニット流通路213a、214a、215aの途中には、流体の流量を切り替えるための切替部材208が設けられ、この切替部材208によって第一軸体ユニット流通路213a、214a、215aにそれぞれ供給される冷却水の流量を変更可能である。第一軸体ユニット流通路213a、214a、215aからターゲット70a、70b、70cを冷却した後の、戻り方向の冷却水は、第二軸体ユニット流通路213b、214b、215bを通って、軸体205内の第二環状流路219bで、合流して、導出口216より排出される。
Next, the flow of cooling water inside the rotary joint 200 will be described with reference to FIG.
The cooling water introduced from the inlet 215 provided on the side surface of the casing 204 of the rotary joint 200 branches from the first annular flow path 219a in the shaft body 205 to the first shaft body unit flow paths 213a, 214a, and 214a. After that, it passes through the inside of the support 50 and is supplied to the pipes 600a, 600b, and 600c formed in the cathodes 60a, 60b, and 60c.
A switching member 208 for switching the flow rate of the fluid is provided in the middle of the first shaft body unit flow passages 213a, 214a, and 215a, and the switching member 208 allows the first shaft body unit flow passages 213a, 214a, and 215a to be respectively connected. The flow rate of the supplied cooling water can be changed. The cooling water in the return direction after cooling the targets 70a, 70b, 70c from the first shaft body unit flow passages 213a, 214a, 215a passes through the second shaft body unit flow passages 213b, 214b, 215b, and the shaft body In the second annular flow path 219b in 205, they merge and are discharged from the outlet port 216.

図5に、本発明の実施形態のスパッタリング装置における制御系の主要な構成を示す。制御部100は、1個または複数個のマイクロコンピュータを含み、ユニット内の各部、特に支持体54の回転駆動機構101、各カソードへの電力導入機構102および切替部材208の回転駆動器202や、基板ホルダー10の移動手段103等の個々の動作と全体の動作(シーケンス)を制御する。特に、制御部100は、スパッタリング処理および基板の搬送処理、ロータリージョイントの回転処理、支持体の回転処理に関する一切の制御や各種付加機能に関する一切の制御を実行するためのプログラム(ソフトウェア)を格納するプログラムメモリを有しており、マイクロコンピュータの中央演算制御部(CPU)がプログラムメモリから逐次所要のプログラムを読み出して実行するようになっている。また、プログラムの保存管理にハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ等の各種記憶媒体を用いることができる。   FIG. 5 shows a main configuration of a control system in the sputtering apparatus according to the embodiment of the present invention. The control unit 100 includes one or a plurality of microcomputers. Each unit in the unit, in particular, the rotation drive mechanism 101 of the support 54, the power introduction mechanism 102 to each cathode, and the rotation driver 202 of the switching member 208, The individual operation of the moving means 103 and the like of the substrate holder 10 and the entire operation (sequence) are controlled. In particular, the control unit 100 stores a program (software) for executing any control related to sputtering processing and substrate transport processing, rotary joint rotation processing, support rotation processing, and various additional functions. A program memory is provided, and a central processing control unit (CPU) of the microcomputer reads and executes a required program sequentially from the program memory. Various storage media such as a hard disk, an optical disk, and a flash memory can be used for program storage management.

図6は流体量の切替部材208を回転させ、第1穴(大きい穴)209から第2穴(小さい穴)210に切り替わったときの状態を説明する図である。回転駆動器220を駆動して、切替部材208を回転させると、導入路213a、及び導出路213bに流れる流体の流量を切り替えることができ、結果として支持体50における各カソードへ供給される冷却水の流量を可変することができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating a state when the fluid amount switching member 208 is rotated to switch from the first hole (large hole) 209 to the second hole (small hole) 210. When the rotation driver 220 is driven to rotate the switching member 208, the flow rate of the fluid flowing through the introduction path 213a and the outlet path 213b can be switched, and as a result, the cooling water supplied to each cathode in the support 50 The flow rate can be varied.

図7は、切替部材208の上面図である。切替部材208には、流路の径を可変するため、第1穴(大きい穴)209、第2穴(小さい穴)210、及び第3穴(小さい穴)211が形成されている。切替部材208の中心部には、回転軸217が設けられている。
なお、本例では、第2穴として小さい穴210と小さい穴211の大きさを同じにしたが、これに限定されず、第1穴209、第2穴210、第3穴211として、全て異なる大きさにしてもよい。
FIG. 7 is a top view of the switching member 208. The switching member 208 is formed with a first hole (large hole) 209, a second hole (small hole) 210, and a third hole (small hole) 211 in order to change the diameter of the flow path. A rotation shaft 217 is provided at the center of the switching member 208.
In this example, the small hole 210 and the small hole 211 have the same size as the second hole, but the present invention is not limited to this, and the first hole 209, the second hole 210, and the third hole 211 are all different. You may make it a size.

図8及び図9を参照して、支持体の回転動作と切替部材の回転動作との関係を説明する。
図8はカソード60aがスパッタリング成膜できる状態にある支持体50の断面図である。三つのカソード60a、カソード60b、及びカソード60cが支持体50の各面に配置されている。カソード60a、カソード60b、及びカソード60cの内部には、それぞれターゲットを冷却するための冷却水を流す配管600a、600b、600cが設けられている。また、上述したようにスパッタリング装置の動作、支持体の回転動作、及び切替部材208の回転動作等の本発明の動作は、すべて制御部100によって制御されている。
成膜時にターゲットに発生する熱を冷却するために毎分100リットルを超える冷却水が、第1穴(大きい穴)209aを介して、配管600aに供給される。このとき、成膜処理が施されていないターゲットの冷却のため、カソード60bの配管600bとカソード60cの配管600cには、それぞれ第2穴(小さい穴)210a、211aを介して、毎分10リットルの冷却水が供給される。
The relationship between the rotation operation of the support and the rotation operation of the switching member will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the support 50 in a state where the cathode 60a can be formed by sputtering. Three cathodes 60 a, a cathode 60 b, and a cathode 60 c are arranged on each surface of the support 50. Pipes 600a, 600b, and 600c for flowing cooling water for cooling the target are provided inside the cathode 60a, the cathode 60b, and the cathode 60c, respectively. Further, as described above, the operations of the present invention such as the operation of the sputtering apparatus, the rotation of the support, and the rotation of the switching member 208 are all controlled by the control unit 100.
In order to cool the heat generated in the target during film formation, cooling water exceeding 100 liters per minute is supplied to the pipe 600a through the first hole (large hole) 209a. At this time, in order to cool the target that has not been subjected to the film formation process, the piping 600b of the cathode 60b and the piping 600c of the cathode 60c are respectively 10 liters per minute through the second holes (small holes) 210a and 211a. Cooling water is supplied.

カソード60cがスパッタリング成膜されるときは、支持体50を反時計回りに約120°回転し、カソード60cを基板12に対向させる。このとき、回転駆動器220は駆動せずに、回転軸217を介して、切替部材208を固定している。こうして、支持体50が回転しても、スパッタリングされるカソード60cの配管600cには、第1穴(大きい穴)209aを介して、毎分100リットルを超える大流量の冷却水が導入される。カソード60aとカソード60bには、それぞれ小さい穴210a、211aを介して、毎分10リットルの冷却水が供給される。   When the cathode 60c is formed by sputtering, the support 50 is rotated about 120 ° counterclockwise so that the cathode 60c faces the substrate 12. At this time, the rotation drive 220 is not driven, and the switching member 208 is fixed via the rotation shaft 217. Thus, even if the support 50 rotates, a large flow rate of cooling water exceeding 100 liters per minute is introduced into the pipe 600c of the cathode 60c to be sputtered through the first hole (large hole) 209a. Cooling water of 10 liters per minute is supplied to the cathode 60a and the cathode 60b through small holes 210a and 211a, respectively.

カソード60bがスパッタリング成膜されるときは、さらに支持体50を反時計回りに約120°回転し、カソード60bを基板12に対向される。このとき、回転駆動器220は駆動せずに、回転軸217を介して、切替部材208を固定している。こうして、支持体50が回転しても、スパッタリングされるカソード60bの配管600bには、第1穴(大きい穴)209aを介して、毎分100リットルを超える大流量の冷却水が導入される。カソード60aとカソード60cには、それぞれ小さい穴210a、211aを介して、毎分10リットルの冷却水が供給される。   When the cathode 60b is formed by sputtering, the support 50 is further rotated about 120 ° counterclockwise so that the cathode 60b faces the substrate 12. At this time, the rotation drive 220 is not driven, and the switching member 208 is fixed via the rotation shaft 217. Thus, even when the support 50 rotates, a large flow rate of cooling water exceeding 100 liters per minute is introduced into the pipe 600b of the cathode 60b to be sputtered through the first hole (large hole) 209a. Cooling water of 10 liters per minute is supplied to the cathode 60a and the cathode 60c through small holes 210a and 211a, respectively.

図9はプリスパッタ時の、支持体50の概略断面図である。このとき、カソード60a側をプリスパッタするため、支持体50を回転して、カソード60aは基板側から180°回転した位置に位置している。このとき、同時に回転駆動器220が駆動して、回転軸217を介して、切替部材208を回転する。このとき、切替部材208の第1穴(大きい穴)209も、基板側から180°回転した位置に位置させる。こうして、カソード60aが180°回転した場合も、配管600aには切替部材208を回転させ、第1穴(大きい穴)209aを介して、毎分100リットルを越える冷却水を供給することができる。カソード60bの配管600bとカソード60cの配管600cには、それぞれ第2穴(小さい穴)210a、211aを介して、毎分10リットルの冷却水が供給される。
以上のように、スパッタリング処理を実施しているカソードの配管に対して、第1穴を合わせ、大流量の冷却水でカソードを冷却するとともに、スパッタリング処理を実施していないカソードの配管に対して、第2穴を合わせて、比較的少量の冷却水でカソードを冷却することができる。つまり、ロータリージョイントの導入口や導出口、第一環状流路、第二環状流路を小型化しながらも、複数のカソードを効率的に冷却することができる。
なお、前述した制御部は、スパッタリング処理を実施している第一カソードの第一配管に対して、第1穴を合わせるとともに、スパッタリング処理を実施していない第二カソードの第二配管に対して、第2穴を合わせるようにロータリージョイントを制御することができる。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the support 50 during pre-sputtering. At this time, in order to perform pre-sputtering on the cathode 60a side, the support 50 is rotated, and the cathode 60a is positioned at a position rotated 180 ° from the substrate side. At this time, the rotation driver 220 is driven at the same time to rotate the switching member 208 via the rotation shaft 217. At this time, the first hole (large hole) 209 of the switching member 208 is also positioned at a position rotated by 180 ° from the substrate side. Thus, even when the cathode 60a rotates 180 °, the switching member 208 is rotated in the pipe 600a, and cooling water exceeding 100 liters per minute can be supplied via the first hole (large hole) 209a. Cooling water of 10 liters per minute is supplied to the piping 600b of the cathode 60b and the piping 600c of the cathode 60c through the second holes (small holes) 210a and 211a, respectively.
As described above, the first hole is aligned with the cathode pipe that is performing the sputtering process, the cathode is cooled with a large flow of cooling water, and the cathode pipe that is not performing the sputtering process. The cathode can be cooled with a relatively small amount of cooling water by combining the second holes. That is, a plurality of cathodes can be efficiently cooled while downsizing the inlet and outlet of the rotary joint, the first annular channel, and the second annular channel.
In addition, the control unit described above aligns the first hole with the first pipe of the first cathode that is performing the sputtering process, and the second pipe of the second cathode that is not performing the sputtering process. The rotary joint can be controlled to match the second hole.

(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態に係るロータリージョイントの断面図である。本実施形態におけるロータリージョイントは、図4に示した第1の実施形態に係るロータリージョイントとは異なり、導入口215及び導出口216が、筐体204の底部に設けられている。
また、筐体の導入口215と連通させるように、軸体の底部には、第一環状流路219aとしての溝が形成されている。第一環状流路219aの上側面には、3つの穴が設けられており、これらの穴がそれぞれ、導入路213a、214a、215aの始点となる第一貫通孔221a、222a、223aとなる。3本の導入路213a、214a、215aは、屈曲した流路となっている。
同様に、筐体の導出口216と連通させるように、軸体の底部で、かつ第一環状流路219aの径方向の内側には第二環状流路219bとしての溝が形成されている。軸体205の底部に形成された第二環状流路219bの上側面には、3つの穴が設けられており、これらの穴がそれぞれ、導出路213b、214b、215bの終点となる第二貫通孔221b、222b、223bとなる。導出路213b、214b、215bは、屈曲した流路となっている。
また、図4に示した第1の実施形態に係るロータリージョイントとは異なり、切替部材208と連結された回転軸217に、ギア218a、218b、218cを介さず、直接、回転駆動器220に接続されている。本実施形態におけるロータリージョイントは、第1の実施形態に係るロータリージョイントと比べて、筐体の高さ方向の厚さを薄くすることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a sectional view of a rotary joint according to the second embodiment of the present invention. Unlike the rotary joint according to the first embodiment shown in FIG. 4, the rotary joint in the present embodiment is provided with an introduction port 215 and a lead-out port 216 at the bottom of the housing 204.
Further, a groove as the first annular flow path 219a is formed at the bottom of the shaft body so as to communicate with the introduction port 215 of the housing. Three holes are provided on the upper side surface of the first annular flow path 219a, and these holes serve as first through holes 221a, 222a, and 223a that are starting points of the introduction paths 213a, 214a, and 215a, respectively. The three introduction paths 213a, 214a, and 215a are bent flow paths.
Similarly, a groove as a second annular channel 219b is formed at the bottom of the shaft body and inside the first annular channel 219a in the radial direction so as to communicate with the outlet 216 of the housing. Three holes are provided in the upper side surface of the second annular flow path 219b formed at the bottom of the shaft body 205, and these holes are the second through holes that are the end points of the lead-out paths 213b, 214b, and 215b, respectively. The holes 221b, 222b, and 223b are formed. The lead-out paths 213b, 214b, and 215b are bent flow paths.
Also, unlike the rotary joint according to the first embodiment shown in FIG. 4, the rotary shaft 217 connected to the switching member 208 is directly connected to the rotary driver 220 without the gears 218a, 218b, 218c. Has been. Compared with the rotary joint according to the first embodiment, the rotary joint in the present embodiment can reduce the thickness of the casing in the height direction.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、ターゲットが2つであれば、流体量の切替部材の大小孔を4つとし、ターゲットが4つであれば、流体量の切替部材の大小孔を8つとすることで、本発明は任意の流路数に対して適用が可能である。
また、本発明の流体としてははガス・エア・水・油などが挙げられる。本発明はこれらの流体の流量を切り替える必要があるロータリージョイントに応用可能である。例えば、エアのロータリージョイントを介してエアシリンダーを駆動するとき、本発明による流体量の切替部材を備えたロータリージョイントを使用することで、流量を切り替えてエアシリンダーの動作速度を可変することが可能となる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above.
For example, if the number of targets is two, the number of large and small holes of the fluid amount switching member is four, and if the number of targets is four, the number of large and small holes of the fluid amount switching member is eight. It is possible to apply to the number of channels.
Examples of the fluid of the present invention include gas, air, water, and oil. The present invention is applicable to rotary joints that require switching the flow rates of these fluids. For example, when driving an air cylinder via an air rotary joint, it is possible to change the operating speed of the air cylinder by switching the flow rate by using the rotary joint with the fluid amount switching member according to the present invention. It becomes.

また、上述の実施形態では、一つのロータリージョイントの中に、導入口と導出口を設けたが、これに限定されるものではない。例えば、導入口を有するロータリージョイントと、導出口を有するロータリージョイントを組み合わせた装置とすることもできる。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the inlet and the outlet were provided in one rotary joint, it is not limited to this. For example, it can also be set as the apparatus which combined the rotary joint which has an inlet, and the rotary joint which has an outlet.

上述の実施形態では、軸体ユニットと筐体のうち、筐体をスパッタリング装置に固定したが、これに限定されず、軸体ユニットを固定して、筐体を回転可能に構成してもよい。例えば、本発明の支持体の周りに、移動手段103によって移動可能な基板ホルダー10を設け、該基板ホルダー10を各カソードに対向させて配置することが可能な場合、又は支持体の各ターゲットに対向して、それぞれの基板ホルダー10が配置した場合などに有効である。なお、基板ホルダーの移動手段103による移動動作は、制御部によって制御されている。   In the above-described embodiment, of the shaft body unit and the housing, the housing is fixed to the sputtering apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the shaft body unit may be fixed and the housing may be configured to be rotatable. . For example, when the substrate holder 10 that can be moved by the moving means 103 is provided around the support of the present invention and the substrate holder 10 can be disposed to face each cathode, or on each target of the support This is effective when the respective substrate holders 10 are arranged facing each other. The movement operation by the substrate holder moving means 103 is controlled by the control unit.

本発明は、例示したスパッタリング装置のみならず、ドライエッチング装置、プラズマアッシャ装置、CVD装置、及び蒸着装置などのプラズマ処理装置に適用可能である。本発明に係る電子デバイスとしては、液晶ディスプレイ、太陽電池、半導体、磁気記録媒体などが挙げられる。   The present invention is applicable not only to the exemplified sputtering apparatus but also to a plasma processing apparatus such as a dry etching apparatus, a plasma ashing apparatus, a CVD apparatus, and a vapor deposition apparatus. Examples of the electronic device according to the present invention include a liquid crystal display, a solar cell, a semiconductor, and a magnetic recording medium.

本発明のロータリージョイントは、各実施形態で述べられたいかなる特徴をも組み合わせることによって構成することができる。   The rotary joint of the present invention can be configured by combining any feature described in each embodiment.

10 トレイ(基板ホルダー)
12 基板
14 スパッタリング室
16 ゲートバルブ
50 支持体
60a、60b、60c、62a、62b、62c カソード
70a、70b、70c ターゲット
72、74 ターゲット
80、82、84 シールド
100 制御部
200 ロータリージョイント
201 軸体ユニット
204 筐体
205 軸体
206 シール部材
207 シールプレート
208 切替部材
209 第1穴
210 第2穴
211 第3穴
212 ベアリング
213a、214a、215a 導入路
213b、214b、215b 導出路
215 導入口
216 導出口
217 回転軸
218 伝達部材
219a 第一環状流路
219b 第二環状流路
220 回転駆動器
221a、222a、223a 第一貫通孔
221b、222b、223b 第二貫通孔
230 配管体
600a、600b、600c 配管
10 Tray (substrate holder)
12 Substrate 14 Sputtering chamber 16 Gate valve 50 Supports 60a, 60b, 60c, 62a, 62b, 62c Cathode 70a, 70b, 70c Target 72, 74 Target 80, 82, 84 Shield 100 Control unit 200 Rotary joint
201 Shaft body unit 204 Housing 205 Shaft body 206 Seal member 207 Seal plate 208 Switching member 209 First hole 210 Second hole 211 Third hole 212 Bearings 213a, 214a, 215a Inlet paths 213b, 214b, 215b Outlet paths 215 Inlet 216 Outlet 217 Rotating shaft 218 Transmission member 219a First annular flow path 219b Second annular flow path 220 Rotation drivers 221a, 222a, 223a First through holes 221b, 222b, 223b Second through holes 230 Piping bodies 600a, 600b, 600c piping

Claims (5)

挿通孔を有するとともに、かつ外部から流体を導入するための導入口を有する筐体と、
回転軸に対して前記筐体と相対回転可能とされるべく、前記筐体の挿通孔に挿通された軸体ユニットと、
前記軸体ユニット内に前記回転軸方向に沿って形成され、前記導入口と連通させるための第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路と、
前記第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路の途中に設けられ、該流体の流量を切り替えるための切替部材とを備え、
前記切替部材は、第1穴と、前記第1穴の径より小さく、かつ、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第二軸体ユニット導入路の径より小さい第2穴と有し、
前記切替部材の第1穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の一方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替えるとともに、
前記切替部材の第2穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の他方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替え可能なことを特徴とするロータリージョイント。
A housing having an insertion hole and an introduction port for introducing fluid from the outside;
A shaft unit inserted into the insertion hole of the housing to be rotatable relative to the housing with respect to the rotation axis;
A first shaft body unit introduction path and a second shaft body unit introduction path which are formed in the shaft body unit along the rotation axis direction and communicate with the introduction port;
Provided in the middle of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path, and a switching member for switching the flow rate of the fluid,
The switching member has a first hole and a second hole smaller than the diameter of the first hole and smaller than the diameter of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path,
The first hole of the switching member is switched to communicate with the upstream side and the downstream side according to one of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path,
The second hole of the switching member can be switched to communicate with the upstream side and the downstream side in accordance with the other of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path. Rotary joint.
前記軸体ユニットの外側に形成され、前記筐体の前記導入口と連通させるための第一環状流路と、
前記第一軸体ユニット導入路と前記第二軸体ユニット導入路は、前記第一環状流路と連通することを特徴とする請求項1に記載のロータリージョイント。
A first annular channel formed on the outside of the shaft body unit for communicating with the inlet of the housing;
The rotary joint according to claim 1, wherein the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path communicate with the first annular flow path.
前記筐体は、外部へ流体を導出する導出口を有し、
前記軸体ユニットの外側に形成され、前記筐体の前記導出口と連通させるための第二環状流路と、
前記軸体ユニット内に前記回転軸方向に形成され、前記第一軸体ユニット導入路と第一配管を通じて連通するとともに、前記第二環状流路と連通した第三軸体ユニット導出路と、
前記軸体ユニット内に前記回転軸方向に形成され、前記第二軸体ユニット導入路と第二配管を通じて連通するとともに、前記第二環状流路と連通した第四軸体ユニット導出路と、を備え
前記切替部材は、前記第一軸体ユニット導入路、前記第二軸体ユニット導入路、前記第三軸体ユニット導出路、及び第四軸体ユニット導出路の途中に設けられ、
前記切替部材は、一対の第1穴と、前記第1穴の径より小さく、かつ、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第二軸体ユニット導入路の径より小さい一対の第2穴と有し、
前記切替部材の一対の第1穴を、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第三軸体ユニット導出路、又は前記第二軸体ユニット導入路及び前記第四軸体ユニット導出路のいずれか一方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替えるとともに、
前記切替部材の一対の第2穴を、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第三軸体ユニット導出路、又は前記第二軸体ユニット導入路及び前記第四軸体ユニット導出路のいずれか他方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替え可能なことを特徴とする請求項2に記載のロータリージョイント。
The housing has a lead-out port for leading the fluid to the outside,
A second annular channel formed on the outside of the shaft unit for communicating with the outlet of the housing;
A third shaft body lead-out path formed in the direction of the rotation axis in the shaft body unit, communicated with the first shaft body unit introduction path and the first pipe, and communicated with the second annular flow path;
A fourth shaft unit lead-out path that is formed in the direction of the rotation axis in the shaft body unit, communicates with the second shaft body unit introduction path and the second pipe, and communicates with the second annular channel; The switching member is provided in the middle of the first shaft body unit introduction path, the second shaft body unit introduction path, the third shaft body unit lead-out path, and the fourth shaft body unit lead-out path,
The switching member includes a pair of first holes and a pair of second holes smaller than the diameter of the first hole and smaller than the diameters of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path. Have
The pair of first holes of the switching member is either the first shaft body unit introduction path and the third shaft body unit lead-out path, or the second shaft body unit introduction path and the fourth shaft body unit lead-out path. According to one, switching to communicate between the upstream side and the downstream side,
The pair of second holes of the switching member are either the first shaft body unit introduction path and the third shaft body unit lead-out path, or the second shaft body unit introduction path and the fourth shaft body unit lead-out path. The rotary joint according to claim 2, wherein the rotary joint can be switched so as to communicate with the upstream side and the downstream side in accordance with the other side.
挿通孔を有するとともに、かつ外部から流体を導入するための導入口を有する筐体と、
回転軸に対して前記筐体と相対回転可能とされるべく、前記筐体の挿通孔に挿通された軸体ユニットと、
前記軸体ユニット内に前記回転軸方向に沿って形成され、前記導入口と連通させるための第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路と、
前記第一軸体ユニット導入路及び第二軸体ユニット導入路の途中に設けられ、該流体の流量を切り替えるための切替部材とを備え、
前記切替部材は、第1穴と、前記第1穴の径より小さく、かつ、前記第一軸体ユニット導入路及び前記第二軸体ユニット導入路の径より小さい第2穴と有し、
前記切替部材の第1穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の一方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替えるとともに、
前記切替部材の第2穴を、前記第一軸体ユニット導入路又は第二軸体ユニット導入路の他方に合わせて、上流側と下流側とを連通するように切り替え可能なロータリージョイントと、
複数のターゲットを支持するための回転可能な支持体と、
ターゲットをスパッタするために前記支持体に設けられ、前記第一軸体ユニット導入路からの流体を流すための第一配管を備えた第一カソードと、
ターゲットをスパッタするために前記支持体に設けられ、前記第二軸体ユニット導入路からの流体を流すための第二配管を備えた第二カソードと、
を備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
A housing having an insertion hole and an introduction port for introducing fluid from the outside;
A shaft unit inserted into the insertion hole of the housing to be rotatable relative to the housing with respect to the rotation axis;
A first shaft body unit introduction path and a second shaft body unit introduction path which are formed in the shaft body unit along the rotation axis direction and communicate with the introduction port;
Provided in the middle of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path, and a switching member for switching the flow rate of the fluid,
The switching member has a first hole and a second hole smaller than the diameter of the first hole and smaller than the diameter of the first shaft body unit introduction path and the second shaft body unit introduction path,
The first hole of the switching member is switched to communicate with the upstream side and the downstream side according to one of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path,
A rotary joint that can be switched so that the upstream side and the downstream side communicate with each other in accordance with the second hole of the switching member and the other of the first shaft body unit introduction path or the second shaft body unit introduction path,
A rotatable support for supporting a plurality of targets;
A first cathode provided on the support for sputtering a target, and having a first pipe for flowing a fluid from the first shaft unit introduction path;
A second cathode provided on the support for sputtering the target, and comprising a second pipe for flowing a fluid from the second shaft unit introduction path;
A sputtering apparatus comprising:
スパッタリング処理を実施している前記第一カソードの第一配管に対して、前記第1穴を合わせるとともに
スパッタリング処理を実施していない前記第二カソードの第二配管に対して、前記第2穴を合わせるように前記ロータリージョイントを制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項4に記載のスパッタリング装置。
The first hole is aligned with the first pipe of the first cathode that is performing the sputtering process, and the second hole is aligned with the second pipe of the second cathode that is not performing the sputtering process. The sputtering apparatus according to claim 4, further comprising: a control unit that controls the rotary joint so as to match.
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